數(shù)字功率放大器(04-100)

　　與上述模擬PWM相似，我們也可以直接將均勻取樣PCM信號變換為數(shù)字PWM信號，然后進(jìn)行功率放大。PCM至PWM變換稱為數(shù)字PWM。數(shù)字PWM不同于PCM信號用D/A變換器變換成模擬信號，再用上面已介紹的方法將模擬信號變換成PWM信號。

　　一個(gè)數(shù)字PWM是將幅度取樣脈沖直接變換成與取樣幅度成正比的脈沖列。倘若仍采用下降邊NPWM電路，通常稱為均勻取樣PWM(UPWM)，其取樣定時(shí)圖如圖4(b)所示。它的頻譜同樣包含輸入頻率，載波和各次諧波，以及兩者的調(diào)制積。但存在一個(gè)明顯的區(qū)別，即它的基頻帶中含有輸入頻率的諧波，且其幅度隨調(diào)制率和載波頻率而增加。

　　數(shù)字PWM線性化技術(shù)

　　頻譜分析表明，均勻取樣PCM信號直接變換成PWM數(shù)據(jù)會導(dǎo)致音頻基帶中的高次諧波成分，造成失真，無法在高保真系統(tǒng)中應(yīng)用。因此，在PCM數(shù)據(jù)送入PCM至PWM變換器之前應(yīng)先進(jìn)行預(yù)處理，以補(bǔ)償其非線性。在各種線性化方案中，偽NPWM法和動態(tài)濾波法尤為常見。下面扼要介紹這兩種方案的出發(fā)點(diǎn)和基本工作原理。

　　偽NPWM(PNPWM)法是在均勻取樣PCM數(shù)據(jù)上來摹仿模擬NPWM過程。上面分析表明，模擬NPWM信號在基帶內(nèi)是不存在諧波成分的，而數(shù)字UPWM信號卻存在諧波成分，試比較圖5上兩者的取樣波形，鋸齒波與均勻取樣PCM信號的交叉點(diǎn)和鋸齒波與原始模擬信號的交叉點(diǎn)確實(shí)存在著差別。這意味著，為了補(bǔ)償非線性，必須在特定PWM脈沖時(shí)間間隔內(nèi)重構(gòu)模擬信號。重構(gòu)模擬輸入波形的正確分析表達(dá)式應(yīng)是由無數(shù)個(gè)成比例和時(shí)延的正弦函數(shù)組成，取樣鋸齒波則可描述為一個(gè)一階方程，于是重構(gòu)模擬信號與鋸齒波的交叉點(diǎn)需求解這兩個(gè)相應(yīng)的聯(lián)立方程。當(dāng)然，一種更為實(shí)用的方法是用n階多項(xiàng)式來近似模擬輸入波形，每個(gè)間隔內(nèi)的多項(xiàng)式可利用n+1個(gè)PCM數(shù)據(jù)間隔兩邊的邊界條件來重構(gòu)。近似多項(xiàng)式的階數(shù)越高，其誤差越小。為了避免使用高階方程分析解法，可采用諸如Newton-Raphson等數(shù)值算法。